隧道软弱围岩段施工控制技术.doc

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隧道软弱围岩段施工控制技术
隧道软弱围岩段施工控制技术

摘要：隧道软弱围岩段施工是隧道施工的难点和重点，本文结合某公路隧道软弱围岩段的施工，详细阐述了Ⅳ级、Ⅴ级软弱围岩段的施工方法，实践表明，该施工方法是成功的，软弱围岩段应加强监测，采用信息化施工。

关键词：隧道；软弱围岩；施工
中图分类号：U455文献标识码：A
一、工程概况
某公路双线分离式隧道，全长3.24km，地处山区，地质情况以Ⅲ级围岩为主，为全线重点控制性工程，其中左洞Ⅳ、Ⅴ围岩分别长600m，245m，右洞Ⅳ、Ⅴ围岩分别长630m，210m。隧道开挖采用由左右洞进口双向掘进。左右洞掘进错开30~50米，平行展开作业。隧道施工坚持“早预报、短进尺、弱爆破、早支护、快封闭、勤量测”的原则。初期支护及时成环，根据围岩量测结果及时施做二次衬砌。为保证开挖断面尺寸，采用激光导向仪和激光断面仪等辅助手段确定开挖轮廓线和炮孔位置。洞内采用无轨运输，装载机装碴，自卸汽车运输。全断面法喷射混凝土泵式湿喷机配合喷射机械手作业，锚杆采用锚杆台车和锚杆钻机安装；防水板采用移动式台车铺设复合防水板。洞内衬砌采用10.5m全断面液压衬砌台车，每循环10.5m。砼采用自动计量砼拌合站集中拌合，砼罐车运输，输送泵入仓灌注砼。仰拱和填充超前施工，仰拱一次施工长度控制在6～10m，左右半幅分段施工，以保证掌子面施工正常进行。隧道通风均采用机械通风方式。隧道洞内排水：顺坡采用两侧临时水沟，自然排水至洞外，反坡排水采取挖集水坑，利用抽水机抽排水，通过Φ150mm钢管排至洞外；隧道洞口排水：采用永临结合的截水沟排水。污水外排必须通过洞外沉淀池沉淀净化方可排放。
二、Ⅴ级围岩段施工
Ⅴ级围岩段采用短台阶预留核心土环形开挖法施工。拱部采用超前小导管注浆加固，小导管纵向间距2.4m，每环35根，环向间距0.4m，每根长4.0m。短台阶台阶长3～5m，上台阶预留核心土，每循环进尺1.0～1.5m，每两天三个循环。平均开挖及初支按1.5m/d考虑。上台阶开挖采用挖掘机、风镐开挖，遇到局部硬质围岩以小炮松动爆破，支护结构紧跟，并及时进行封闭，防止围岩暴露过久。下台阶采用自制凿岩台架和YT－28风钻钻孔，采用楔形掏槽，硝铵炸药（有水时采用乳化炸药），塑料导爆管毫秒微差起爆。隧道初期支护为网喷混凝土、中空锚杆、钢架增强支护以及小导管注浆超前支护等。钢拱架按0.6m/榀设置，锚杆采用φ25中空注浆锚杆。出碴完成后，初喷混凝土至5cm，以封闭围岩外露面，然后立即安装钢筋网、钢拱架、锚杆等支护作业，最后喷射至设计厚度，支护紧跟开挖，以确保施工安全。锚杆采用YT-28气腿式凿岩机或凿岩台架钻眼安设，砼喷射采用湿喷作业，在自制作业台车上进行锚杆、挂网、钢架安装。短台阶法施工工艺流程见图1，图中I－拱部超前注浆小导管施工，II－上断面预留核心土环形开挖，III－上断面挂网，格栅钢架架立，联接筋施工，喷混凝土，安装锁脚锚管。IV－下断面开挖。V－下断面挂网，格栅钢架架立，联接筋施工，喷混凝土。VI－隧道仰拱二次衬砌及底板回填层施工。工序：隧道初支背后回填注浆，钢筋绑扎，立模，混凝土浇筑及养护。开挖后应立即初喷50mm厚混凝土以封闭围岩；隧道初支及二次衬砌背后均进行注浆，注浆管预埋，注浆压力要控制适当；隧道底板回填混凝土与仰拱衬砌一起施工。

（a）横断面（b）纵断面
图1施工工序示意图
三、Ⅳ级围岩岩段施工
Ⅳ级围岩采用上下台阶法开挖，台阶长度控制在30m以内，上台阶高度6.45m，开挖使用浅眼松动爆破；深埋地段必要时按上、下台阶法进行光面爆破，每循环进尺2.5m考虑。上台阶通过光面爆破，采用装载机配合自卸汽车出渣。施打超前φ25中空注浆锚杆，上台阶导坑开挖作业完毕后，及时安装φ22钢格栅拱架，拱部喷锚支护，拱部支护完成后，进行核心土开挖，及时进行初期支护；仰拱紧跟施作，保证全断面及早封闭成环。开挖顺序：超前中空锚杆→上导坑开挖→架立钢支撑、拱部喷锚支护→核心土开挖→下部开挖→边墙架立钢支撑、锚喷支护→铺设环向盲沟及防水板、整体模筑二衬混凝土。钻眼参数见表1，爆破设计见图2。
表1Ⅳ围岩上台阶钻眼参数

（a）上台阶炮眼布置示意图

（b）上台阶炮眼布置示意图
图2爆破设计示意图
四、砼喷射
先采用高压风或高压水在喷射混凝土施工前把岩壁面杂物和粉尘全部洗干净。在喷射施工过程中出现遮挡砼的物体或松动的石块时应想办法及时进行清除。混凝土喷射施工采用由两侧自下而上分片、分段对称喷射，但每次喷射的长度最多为6米。一次喷射混凝土厚度按照喷射部位和设计厚度确定，首次喷射混凝土厚度应大于4～6㎝。混凝土喷射作业应采用合适厚度分层进行，在前一层混凝土终凝后才能进行下一层喷射。喷射混凝土应进行回弹率控制